(14)库仑定律、电场强度、电势、电势差、电势能-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（S）

高三一轮复习周测卷/物理 (十四)库仑定律、电场强度、电势、电势差、电势能 (考试时间75分钟，满分100分) 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目 要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不 全的得3分，有选错的得0分) 1.如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中的两 点，下列说法正确的是 A.A点的场强比B点的场强小 B.负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 C.正电荷由A点运动到B点的过程中电场力做正功 D.A、B两点的电势差等于B、A两点的电势差 2.如图所示，用一根不可伸长的绝缘细绳悬挂一带负电的小球（可视为质点）。现加方向水平的匀 强电场，平衡时细绳与竖直方向间的夹角为日。已知重力加速度为g,如果将细绳烧断，则经过t 时间后小球的速度大小为 A.gt 0 sin 0 B.gt cos 0 C.gt tan 0 D.gttan 0 3.如图所示，在水平面上的正六边形区域abcdef的六个顶点上均固定放置一电荷量为十q的点电 荷，正六边形的边长为。在正六边形几何中心O点正上方有一P点，P点到O点的距离为l, 一质量为m、电荷量也为十q的带电小球（可视为质点）可以仅在重力及库仑力的作用下静止在 P点。静电力常量为k,重力加速度为g,下列等式正确的是 A.mg=32kg ● 21 B.mg=3kg 12 C.mg=312kg 6kg2 2 D.mg= 12 4.科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”。魔术道具如图甲所示，手摇起电机旁有一个没有底 的空塑料瓶，起电机的两根放电杆分别与瓶内的锯条、金属片相连。瓶内俯视图如图乙所示，瓶 内放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个塑料瓶内烟雾缭绕。转动手摇起电机手柄，瓶内烟雾很 快消失；停止转动手柄，瓶内又恢复烟雾缭绕的状态。起电机工作时，下列说法正确的是 A.烟尘颗粒在向某极运动的过程中做匀加速运动 金属片 锯条 B.金属片与锯条间的场强方向由锯条指向金属片 C.烟尘颗粒因被电离而吸附在金属片上 D.运动过程中烟尘颗粒的电势能减小 瓶壁 7777777777777777777777 瓶内俯视图 分 乙 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高 5.如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点为坐标原点，M、N、P、Q是以O点为圆 心的圆周上的四个点，其中M、N点在y轴上，Q点在x轴上，下列说法正确的是 A.P点电场强度的大小可能等于Q点电场强度的大小 B.M点的电势可能等于Q点的电势 C.电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能 D.电荷从N点运动到O点电场力做的功等于从O点运动到M点电场力做 的功 6.如图所示为空气净化器内部结构的简化示意图，其中负极针组件产生电晕，释放出大量电子，电 子被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。负离子能使空气中的烟尘、病菌等微粒带电， 进而使其吸附到集尘栅板上，达到净化空气的作用。下列说法正确的是 A.负极针组件附近的电势较低 集尘栅板、 B.为了更有效率地吸附烟尘，集尘栅板应带负电 负极针组件、 C.负极针组件产生电晕，利用了静电屏蔽的原理 进气> D.烟尘被吸附到集尘栅板的过程中，电势能增加 高压发生器 7.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处的点电荷产生的电场。如图所 示，在绝缘球的球面AAB,B上均匀分布正电荷，总电荷量为9：在剩余3球面AB上均匀分布 负电荷，总电荷量为9。绝缘球的半径为R,球心为O点，CD为号球面AA,BB的对称轴，在 轴线上有M、N两点，且OM=ON=2R,AA=B,B,AA∥B,B∥CD。已知÷球面A,B,在M 点的场强大小为E,静电力常量为k,则N点的场强大小为 A.Ia-EI B巖-E R C条+E D0+2E 8.如图所示，O点为不带电的圆弧状金属板的圆心，P、Q为金属板内到O点距离相等的两点。一 开始，开关S断开，在O点固定一个带负电的点电荷，稳定后，P点的电势为p,感应电荷在P 点产生的场强大小为E;再将开关S闭合，稳定后，Q点的电势为φQ,感应电荷在Q点产生的场 强大小为E。,无穷远处电势为零，则下列说法正确的是 A.Ep>Eo ●0 B.Ep=EQ C.pP D.pp 9.如图所示为空间某区域电势随位置x变化的关系图像，图中1、2、3、4四个区域内的电场强度 沿x轴方向的分量大小分别为E1、E2、E3、E4。下列说法正确的是 A.E<E B.E2<E C.E2沿x轴负方向，E4沿x轴正方向 D.质子沿x轴正方向穿过区域4的过程中电势能减小 三一轮复习周测卷十四 物理第2页（共4页） 10.如图所示，水平面内A、B、C三点为等边三角形的三个顶点，三角形的边长为L,O点为AB边 的中点。CD为光滑绝缘细杆，D点在O点的正上方且D点到A、B两点的距离均为L,在A、 B两点分别固定电荷量均为一Q的点电荷。现将一个质量为、电荷量为十q的中间有细孔的 小球（可视为质点）套在细杆上（忽略其对原电场的影响），从D点由静止释放。已知静电力常 量为，重力加速度为，且k竖-mg,忽略空气阻力。下列说法正确的是 A.D点的场强大小为mg B.小球刚到达C点时的加速度大小为√2g -0 C.小球到达C点时的速度大小为√3gL D.小球从D点运动到C点的过程中电势能先增大后减小 班级 姓名 分数 题号 2 6 8 0 答案 二、非选择题（本题共5小题，共54分。请按要求完成下列各题） 11.(6分)如图所示，竖直平面内有一边长为5cm的正方形ABCD,CD边水平，将质量m= 0.1kg、电荷量q=1×103C的带正电小球自A点沿AB方向抛出，恰好通过C点，重力加速 度g=10m/s2,不计空气阻力。 (1)求小球抛出时的速度大小； (2)若只增加一个平行于ABCD平面的匀强电场，将小球自A点由静止释放后恰 好沿AC运动，求该匀强电场的电场强度的最小值。 12.(8分)如图所示，真空中两个电荷量均为十Q的点电荷分别固定在同一水平线上的A、B两点， O点为连线AB的中点，C、D点为连线AB中垂线上关于O点对称的两点，A、C两点间的距离 为r,AC与AB间的夹角为0。已知连线AB中垂线上的点到A点的距离为x,则该点的电势9 =2kQ(以无穷远处为零电势点)，静电力常量为k,重力加速度为g,A、B,C、DO点在同一竖 直平面内。 (1)求C点的电场强度； C (2)将一质量为M、带负电的小球从D点以某一初速度向上抛出， 恰好能上升到C点，不计空气阻力，求抛出时的速度大小； 10 B +0 +0 (3)一质量为m、电荷量为+q的试探电荷（重力不计）从C点以某 一竖直向下的初速度运动，若此电荷能够到达O点，求其初速度的 D 最小值。 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高 13.(10分)如图所示，与水平面成30°角的绝缘细杆AD穿过一固定均匀带电圆环，并垂直圆环所 在平面，细杆与该平面的交点为圆环的圆心O点。一套在细杆上的小球从A点以某一初速度 向上运动：价能到达D点。已知小球与细杆间的动摩擦因数一有，圆环的半径为L、总电荷 量为十Q,小球的质量为、电荷量为十q,AB=BO=OC=CD=L,静电力常量为k,重力加速 度为g,求： (1)圆环在C点产生的场强大小； C (2)小球在A点的初速度大小。 B 430°.… 14.(14分)如图所示，质量m=0.4kg、电荷量q=1.5×102C的带电物体（可视为质点）用不可伸 长的绝缘轻绳拴接置于高h=1.8m的绝缘水平桌面上，整个空间加上水平向右的匀强电场 后，物体与桌面间刚好没有压力，轻绳与竖直方向间的夹角α=37°，物体到桌面右边缘的距离x =2.5,某时刻将轻绳剪断，经过一段时间物体落在水平地面上。已知物体与桌面间的动摩 擦因数=4，重力加速度g=10m/s,sin37°=0.6，不计空气阻力。求： (1)电场强度的大小； (2)物体的落地点与桌面右边缘间的水平距离。 15.(16分)如图所示，在水平地面上方存在水平向右、电场强度大小E=700V/、范围足够大的 匀强电场，质量m=0.1kg、电荷量q=十1×103C的小铁块叠放在质量也为m=0.1kg的不 带电的木板左端，水平方向距离木板右端d=2c处的天花板上固定一弹性挡板（可使撞击挡 板的物体撞击前后速率不变)，其下端略高于木板上表面。已知木板和地面间的动摩擦因数 =0.1,小铁块和木板间的动摩擦因数2=0.3，木板的长度L=6cm,重力加速度g=10m/s2, 小铁块可视为质点且运动过程中电荷量不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现由静止释放 小铁块，求： (1)小铁块与挡板碰撞前的过程中，木板和小铁块的加速度大小； (2)木板第一次向右运动到最远时小铁块的速度大小； (3)去掉挡板，若匀强电场的电场强度大小可取任意值，由静止释放小铁块后，小铁块离开木板 时可能的最小速度。 E 77777777777777777777777777 三一轮复习周测卷十四 物理第4页（共4页） 因高三一轮复习S ·物理· 高三一轮复习周测卷/物理（十四）》 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力Ⅱ.推理能力 Ⅲ，分析综合能力Ⅳ，应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ⅢV ① ②③④ 档次 系数 1 选择题 4 场强、电势能、电势差 易 0.85 2 选择题 4 电场中的共点力平衡 易 0.80 3 选择题 4 库仑定律、共点力平衡 中 0.75 4 选择题 4 场强、电势能 中 0.75 5 选择题 4 电场线、电场力做功、电势能 中 0.65 6 选择题 4 电场的实际应用 中 0.65 7 选择题 4 场强的叠加 难 0.55 8 选择题 6 静电平衡 中 0.65 9 选择题 6 g-x图像 中 0.65 o 选择题 6 带电小球在电场中的运动 难 0.55 11 非选择题 6 电场强度 中 0.75 12 非选择题 8 等量同种电荷形成的电场 中 0.75 13 非选择题 10 场强叠加 中 0.70 14 非选择题 14 电场综合问题 / 中 0.65 15 非选择题 16 电场综合问题 难 0.55 香考誉案及解折 一、选择题 点的电势差互为相反数，D项错误。 1.B【解析】电场线的疏密表示电场的强弱，A点的场 2.B【解析】对小球受力分析如图所示： 强比B点的场强大，A项错误：电场线由高电势指向 低电势，因此A点的电势比B点的电势低，根据公式 T/ E。=qg可知，负电荷在A点的电势能大于在B点的 电势能，B项正确：正电荷所受电场力的方向与电场 线相同，因此正电荷由A点运动到B点的过程中电 mg 场力做负功，C项错误；A、B两点的电势差与B、A两 ·55· ·物理· 参考答案及解析 细绳所受拉力T一烧断细绳后，小球所受合力 8R,根据对称性可知所带电荷量为一q的球面AB 3kg F6一。小球微匀加速直线运动，时间后小球的 在N点产生的场强大小为2E,两者方向相反，则N 速度大小心=a产=二B项正确 点的场强大小EN'=3恕-2E1,B项正确。 8R2 177 8.BD【解析】不管开关S断开还是闭合，金属板都处 3.A【解析】由于正六边形的边长为，则O点到各顶 于静电平衡，处于静电平衡的导体的内部场强为零， 点的距离为l,P点到O点的距离为l,则P点与各顶 所以感应电荷在P、Q两点产生的场强与点电荷在 点的连线与竖直方向间的夹角均为45°，根据平衡条 P、Q两点产生的场强等大反向，由题可知P、Q为金 2),所以mg= 件可得ng=6Fcos45°，F=g 属板内到O点距离相等的两点，所以点电荷在P、Q 32kq,A项正确。 两点产生的场强大小相等，即感应电荷在P、Q两点 212 产生的场强大小也相等，E=E。,A项错误，B项正 4,D【解析】尖端附近的电场线比较密集，所以锯条附 确：因为点电荷为负电荷，所以开关S没闭合前P、Q 近的电场强度大于金属片附近的电场强度，故烟尘颗 两点的电势小于零，开关S闭合后，由于接地，会导致 粒在向某极运动的过程中受到的电场力不是恒力，烟 靠近接地端的电势为零，即P、Q两点的电势为零，故 尘颗粒不做匀加速运动，A项错误：由于不知道锯条 pp<a,C项错误，D项正确。 与金属片的电势高低，所以不能确定场强的方向，B9.BCD【解析】9x图像的斜率的绝对值表示x轴方 项错误；由于不确定正、负极，所以烟尘颗粒不一定吸 向电场强度的大小，由图可知E1=E=0,E2<E,A 附在金属片上，C项错误：在运动过程中电场力对烟 项错误，B项正确；沿电场线方向电势逐渐降低，可知 尘颗粒做正功，则烟尘颗粒的电势能减小，D项正确。 E沿x轴负方向，E:沿x轴正方向，C项正确；区域 5.C【解析】根据电场线的疏密程度可知，P点的电场 4的电势沿x轴正方向逐渐降低，则质子沿x轴正方 强度小于Q点的电场强度，A项错误；沿电场线方向 向穿过区域4的过程中电势能减小，D项正确。 电势降低，且等势面与电场线垂直，故M点的电势低 10.AC 于Q点的电势，N点的电势高于M点的电势，根据 【解析】D点的场强大小E。=2是c0s30,由 E。=q,若电荷带负电，则电荷在N点的电势能小于 -g可知E四，A项正确：C点的扬强 L' 在M点的电势能，B项错误，C项正确；根据电场线分 9 布可知，OM间的平均电场强度比VO间的平均电场 大小Ec=E。=g,方向沿CO方向，则小球刚到达 强度小，由公式U=Ed可知，OM间的电势差小于 VO间的电势差，根据W=gU可得电荷从N点运动 C点时的加速度大小ac=mgsin45°一qEccos45”= 到O点电场力做的功大于从O点运动到M点电场力 O,B项错误；A、B两点的点电荷为等量的同种电荷， 做的功，D项错误。 可知C、D两点的电势相等，由于在C、D两点的电 6.A【解析】电场线由正极指向负极，负极针组件附近 势能相等，则小球从D点运动到C点，电场力做的 的电势较低，A项正确；负离子能使空气中的烟尘、病 菌等微粒带电，为了更有效率地吸附烟尘，集尘栅板 功为零，根据动能定理得mgLsin60=子m吃，解得 应带正电，B项错误；负极针组件产生电晕，利用了尖 =√W3gL,C项正确；小球从D点运动到C点的 端放电的原理，C项错误：烟尘吸附到集尘栅板的过 过程中，电势先降低后升高，则电势能先减小后增 程中，电场力做正功，电势能减小，D项错误。 大，D项错误。 7.B【解析】给AB同时补上十号和一号，使球壳变成 二、非选择题 11.【解析】(1)小球做平抛运动通过C点，设正方形的 一个均匀带正电的完整的球壳，完整球壳所带电荷量 边长为L Q-号q,球面AB所带电荷量为一q,则该球壳带正 则L=wt (1分) 电的部分在N点产生的场强大小E、=织 (1分) (2R)2 ·56· 高三一轮复习S ·物理· 解得小球抛出时的速度大小=0.5m/s(1分) 环上一点，设其电荷量为Q,该点到C点的距离d (2)如图所示 =√2+L=2L 圆环上某点和C点的连线与细杆间的夹角为日，如 图所示 D 电场力与重力的合力应沿AC方向，且当电场力与 AC垂直时电场强度最小，由图可知sin45°=gE g (2分) 解得电场强度的最小值E=5√2×102N/C(1分) 12.【解析】(1)两点电荷均为正电荷且电荷量相等，则 两点电荷在C点的电场强度如图所示 根银儿何关系有609-寺号 解得0=45° (1分) 则圆环上的该点在C点产生的场强E1=k9=Q d 21? (1分) A[日 以O点为坐标原点，OC方向为正方向建立x轴，该 +0 点在C点产生的场强在x轴方向的分量Ex= 根据电场强度的矢量合成法则可得C点的场强大 E cos 0= 2kQ 4L2 (1分) 小E=2张9sn0 (1分) 同理，圆环上该点的对称点在C点产生的场强在x 方向竖直向上 (1分) 轴方向的分量E'=EkQ 4L9 (1分) (2)带负电的小球从D点运动到O点电场力做正 因此圆环上沿垂直于细杆方向的合场强为零，设圆 功，从O点运动到C点电场力做负功，根据对称性 环上有n个Q,则电荷量nQ=Q (1分) 可知，小球从D点运动到C点的过程中，电场力对 小球做功的代数和为零 则圆环在C点产生的场强大小Ec=mE.=EkQ 4L2 根据动能定理有-2 Mgrsin0=0一 (1分) 2 (1分) (2)根据题意，由对称性可知，小球从A点运动到D 解得u=2√grsin0 (1分) 点的过程中，电场力做的功为零，由动能定理有 (3)根据题意可知C点的电势9c=2kg ng·4L.sin30°mgcos30·4L=0-今m 0点的电势po=2kQ (2分) rcos 0 解得小球在A点的初速度大小vA=√6gL(2分) 可得Uco=gpc一9o 2kQ(cos -1) (1分) rcos 0 14.【解析】(1)物体刚好静止在桌面上时，受力分析如 若试探电荷从C点以某一竖直向下的初速度运动 图所示 恰好能够到达O点，由动能定理有gU0=0一 1 m哈 (2分) 解得Un=2 /kQq(1一cos8) (1分) mrcos 0 13.【解析】(1)根据题意可知，圆环上电荷分布均匀，取 mg ·57· ·物理· 参考答案及解析 由力的平衡条件得Eg=ngtan a (2分) 解得a1'=10m/s 代入数据解得E=200N/C (2分) 对木板有2mg十1·2mg=ma2 (1分) (2)轻绳剪断后，物体先沿水平桌面向右做匀加速直 解得a2'=5m/s2 线运动，由牛顿第二定律得Eq一mg=a1(1分) 此时，小铁块以0.8m/s的速度向左做匀减速运动， 解得a1=5m/s2 (1分) 木板以0.2m/s的速度向右做匀减速运动，当木板 设物体运动到桌面右边缘时的速度大小为，则有 向右的速度减为零时，木板向右运动到最远，设木板 v2=2ax (1分) 速度减为零时所用的时间为ti1,则有h=a2't1 解得v=5m/s (1分) (1分) 物体离开桌面后，水平方向做匀加速直线运动，竖直 解得t1=0,04s 方向做自由落体运动 此时，小铁块的速度大小'=y一a1't=0.4m/s 设物体从离开桌面到落地的时间为t,则有h (1分) u (1分) (3)对小铁块有qE-2mg=a0 解得t=0.6s (1分) 解得a=gE 一2g (1分) n 水平方向上有Eg=mag (1分) 对木板有2mg一1·2mg=ma2 解得ag=7.5m/s (1分) 解得a2=1m/s2 故物体的落地点与桌面右边缘间的水平距离x=t 从开始运动到二者分离时，有子a,-之 a2t=L (1分) (1分) 解得x6=4.35m (1分) 解得t= 2L 15.【解析】(1)对小铁块有qE-2mg=ma (1分) 解得a1=4m/s2 (1分) 故此时小铁块的速度大小0=a,t=(E 对木板有mg一1·2ng=ma2 (1分) 解得a2=1m/s2 (1分) 3 (1分) (2)设小铁块经过t。时间与挡板相碰，则有L十d m 1 i (1分) 令E 一3=x n 解得t=0.2s y= 此时小铁块的速度大小v1=a1t。=0.8m/s(1分) -7x1+1 -7+2 木板的速度大小2=a2t=0,2m/s (1分) 当x=2时y有极小值，代入原式可得此时的速度大 小铁块与挡板碰后原速率返回，此时对小铁块有gE 小u=2√2红=23m -m/s 5 (2分) 十u2ng=a1 (1分) ·58·